[发明专利]图案形成方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及软模，更具体地说，涉及制造软模的方法以及使用该软模来形成薄膜的方法，该软模与包括图案形成材料的基板之间具有经改善的界面特性。

背景技术

精细图案形成工艺(例如，用于形成电路的工艺)是可以确定装置的效率和容量的重要因素以及可以影响装置的特性的主要因素。

近年来，进行了各种努力以提高装置的效率和容量，具体地说，进行了与精细图案的形成相关的研究和探索，以提高装置的效率和容量。

精细图案形成工艺对于诸如印刷电路板(PCB)、液晶显示装置(LCD)和等离子体显示板(PDP)的平板显示装置是必要的。

已经对图案的形成进行了各种研究，尤其是使用光刻胶(photoresist)的光刻工艺是最常用的，这将作如下进行说明。

首先，将具有感光性的光刻胶层涂覆到金属层上，其中，该金属层形成在半导体材料或诸如玻璃的绝缘材料的基板上。

然后，对该光刻胶层进行软烘培工艺(soft baking process)。

在将其中限定有透光区和遮光区的曝光掩模设置在该光刻胶层上方之后，通过该曝光掩模对该光刻胶层施加UV线。通常，光刻胶可以分类为正型和负型。为便于说明，如下对使用负型光刻胶的情况进行说明。

如果将UV线照射到负型光刻胶的预定部分上，则该负型光刻胶的照射了UV线的预定部分在其化学结构上发生变化。

然后，如果将该负型光刻胶浸没到充满显影剂的容器中，则通过去除该负型光刻胶的没有照射UV线的其余部分来形成光刻胶图案。

随后，在使用该光刻胶图案挡住金属层的一部分之后，将其浸没到显影剂中。然后，对其进行硬烘培工艺，并且随后对除了光刻胶图案下面的部分以外的金属层进行蚀刻，由此形成金属图案。

如果通过剥离剂(stripper)去除该光刻胶图案，则在基板上仅留下了金属图案。

此时，可以对除了该金属层以外的半导体层、绝缘层或其他导电层进行蚀刻。

然而，使用光刻胶的现有技术的精细图案形成方法具有以下缺点。

首先，由于抗蚀剂涂覆、对所涂覆的抗蚀剂进行的软烘培和硬烘培以及曝光和显影而使得该工艺变得复杂。此外，为了对光刻胶进行烘培，必须在第一温度下执行软烘培，而在高于软烘培的第一温度的第二温度下执行硬烘培，这导致更复杂的工艺。

此外，增加了制造成本。通常，用于包括多个图案(或电极)的电子装置的工艺设置有形成一个图案的第一光刻胶步骤和形成另一图案的第二光刻胶步骤。这表明在各条图案线路之间需要昂贵的抗蚀剂处理线路。因此，增加了电子装置的制造成本。

第三，可能导致环境污染。由于通常通过旋涂(spin coating)来执行抗蚀剂涂覆，因此增加了在涂覆工艺上废弃的抗蚀剂的量，由此可能导致环境污染并且增加制造成本。

第四，存在有缺陷的装置。当通过旋涂来形成抗蚀剂层时，难以控制抗蚀剂层的精确厚度。因此，抗蚀剂层的厚度不均匀，使得未剥离抗蚀剂的部分残留在所形成的图案的表面上，由此导致有缺陷的装置。

为了克服上述采用光刻法的构图方法的问题，将如下对使用软模的新构图方法进行说明。

首先，制备模板(master)，以通过凸(embossing)或凹(depressed)图案在软模的表面上获得预定的形状。

例如，通过在诸如硅基板的绝缘基板上淀积诸如氮化硅Si₃N₄或二氧化硅SiO₂的绝缘材料来形成主层(primary layer)。然后，对该主层进行光刻工艺，由此将该主层形成为所需图案。

此时，该绝缘基板的上述图案可以由金属、光刻胶或蜡以及氮化硅或二氧化硅制成。通过上述工艺，完成了该模板。

当完成该模板时，在该模板上形成预聚物层。

然后，对该预聚物层进行固化。

接下来，将固化的预聚物层称为软模。在将该软模从该模板上剥离时，在该软模的表面上形成了凸和凹图案。

使用该软模来形成微单元精细图案(通过该软模的凸或凹形状形成的图案)。例如，可以将该软模用于滤色器基板的滤色器或OLED器件的电极。

可以通过对弹性聚合物(例如，通常为PDMS(聚二甲基硅氧烷))进行固化来制造该软模。除了PDMS以外，可以使用聚亚安酯或聚酰亚胺。

可以将该软模应用于各个领域：软光刻、软模制、毛细管力光刻和面内印刷(In-Plane printing)。